分享一个不错的Howland电流泵电路图
简单的电流源并不适合可变负载，因为通过负载的电流也会随着负载电阻的变化而变化。这个问题的解决方案是像 howland current pump circuit 这样的恒流源。
howland 电流泵由麻省理工学院的 bradford howland 教授于 1962 年发明。它由一个运算放大器 ic和一个平衡电阻桥组成，即使负载电阻值发生变化，也可以通过负载保持恒定的电流值。在这里，我们将通过在硬件上构建howland 电流源来了解其基本工作原理和电路。
基本 howland 电流泵电路图
现在，通过应用基尔霍夫电流定律和欧姆定律，我们看到输出电流等于输入电流和通过电阻器 r4 的电流之和。
i o = i 1 +i 2
i o = （v 1 – v l / r 1 ） + （v a – v l / r 2 ） …（等式 1）
带有运算放大器的r 1和 r 2形成一个关于负载电压 v l的非反相放大器。因此，我们得到
v a = （1 + r 4 / r 3 ） v l … （等式 2）
将方程（2）中的 v a值代入方程（1），
我o = （v 1 – v l / r 1 ） + （（1 + r 4 / r 3 ） v l – v l / r 2 ）
现在，在求解 i o = av 1 – v l /r o的值时，
其中，a = 1 / r 1
因此，从等式评估 r o ，我们将得到：
r o = r 2 / （（r 2 /r 1 ） – （r 4 /r 3 ））
为了使输出电流恒定或独立于负载电阻的输出电压，我们必须实现平衡电桥条件，即
r 4 / r 3 = r 2 / r 1
howland 电流泵的仿真
howland 电路是一种理想的电流源电路，它相对于负载电阻或电压的变化保持电流恒定。在下面的模拟视频中，您可以看到电流值是恒定的，与 r l无关。在这里，模拟运行了 3 次，使用三个不同的负载电阻值，即 1k、2k 和 3k，但无论电阻值如何，电阻上的电流都保持恒定。在这里，我们在每种情况下都获得了 9ma 的恒定电流输出。
所需组件
运算放大器 ic – lm741
电阻器 –（3.9k – 2 个，1k- 3 个）
面包板
9v 电源
连接电线
运算放大器 ic lm741
lm741运算放大器 是直流耦合高增益电子电压放大器。这是一个有8个引脚的小芯片。运算放大器 ic 用作比较两个信号，即反相信号和同相信号的比较器。在运算放大器 ic 741 中，pin2 为反相输入端，pin3 为同相输入端。该ic的输出引脚为pin6。该ic的主要功能是在各种电路中进行数学运算。
当同相输入 （+） 处的电压高于反相输入 （-） 处的电压时，比较器的输出为高电平。如果反相输入（-）电压高于同相端（+），则输出为低电平。在此无线开关电路中，lm741 用于向 ic 4017 提供从低到高的时钟脉冲，每次通过 ldr 时。
lm741引脚图
lm741的引脚配置
测试 howland current pump 硬件
根据欧姆定律，增加负载电阻的值也会改变其两端的电压。但是一个理想的电源应该保持恒定的电流流过负载电阻。下面是测试 howland 电流泵电路的硬件设置，这里 9v 电源是通过 rps（稳压电源）提供的，但也可以使用 9v 电池进行测试。在这里，我们测试了负载电阻为 2k 和 3.9k 的电路，并使用数字万用表测量了负载两端的电流。如下图所示，电流在两种情况下都保持不变。
电阻器也可以用一些有源负载代替，如电机或 led。
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现在，通过应用基尔霍夫电流定律和欧姆定律，我们看到输出电流等于输入电流和通过电阻器 r4 的电流之和。
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i o = （v 1 – v l / r 1 ） + （v a – v l / r 2 ） …（等式 1）
带有运算放大器的r 1和 r 2形成一个关于负载电压 v l的非反相放大器。因此，我们得到
v a = （1 + r 4 / r 3 ） v l … （等式 2）
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我o = （v 1 – v l / r 1 ） + （（1 + r 4 / r 3 ） v l – v l / r 2 ）
现在，在求解 i o = av 1 – v l /r o的值时，
其中，a = 1 / r 1
因此，从等式评估 r o ，我们将得到：
r o = r 2 / （（r 2 /r 1 ） – （r 4 /r 3 ））
为了使输出电流恒定或独立于负载电阻的输出电压，我们必须实现平衡电桥条件，即
r 4 / r 3 = r 2 / r 1
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所需组件
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lm741运算放大器 是直流耦合高增益电子电压放大器。这是一个有8个引脚的小芯片。运算放大器 ic 用作比较两个信号，即反相信号和同相信号的比较器。在运算放大器 ic 741 中，pin2 为反相输入端，pin3 为同相输入端。该ic的输出引脚为pin6。该ic的主要功能是在各种电路中进行数学运算。
当同相输入 （+） 处的电压高于反相输入 （-） 处的电压时，比较器的输出为高电平。如果反相输入（-）电压高于同相端（+），则输出为低电平。在此无线开关电路中，lm741 用于向 ic 4017 提供从低到高的时钟脉冲，每次通过 ldr 时。
lm741引脚图
lm741的引脚配置
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根据欧姆定律，增加负载电阻的值也会改变其两端的电压。但是一个理想的电源应该保持恒定的电流流过负载电阻。下面是测试 howland 电流泵电路的硬件设置，这里 9v 电源是通过 rps（稳压电源）提供的，但也可以使用 9v 电池进行测试。在这里，我们测试了负载电阻为 2k 和 3.9k 的电路，并使用数字万用表测量了负载两端的电流。如下图所示，电流在两种情况下都保持不变。
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